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Ereignisse, Sigma-Algebren bestimmen

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Zufallsvariablen

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ray11

ray11 aktiv_icon

17:32 Uhr, 18.03.2020

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Hallo, ich habe eine Frage bezüglich folgender Aufgabe:

Ein Spieler würfelt verdeckt mit zwei Würfeln und teilt uns je nach Vereinbarung Folgendes mit:
(a) die Augensumme
(b) ob eine Zahl größer als 4 enthalten ist
(c) ob sich die Würfelergebnisse um mehr als 2 unterscheiden
(d) die beiden Augenzahlen, aber nicht deren Reihenfolge
Modellieren Sie jeweils die Menge der beobachtbaren Ereignisse mittels eines geeigneten messbaren Raumes.

Meine Lösung:
Die Ergebnismenge Ω={1,2,3,4,5,6}2, da zwei Würfel geworfen werden.
(a) Ereignis A={(ω1,ω2)Ω|ω1+ω2}
(b) Ereignis B={(ω1,ω2)Ω|ω1>4ω2>4}
(c) Ereignis C={(ω1,ω2)Ω||ω1-ω2|>2}
(d) Hier weiß ich leider nicht wie ich das angeben soll.
Die dazugehörigen Sigma-Algebren bezeichne ich mit σ(A),σ(B),σ(C).
Dies sind die kleinsten Sigma-Algebren welche die Ereignisse enthalten.
Die Sigma-Algebren zusammen mit der Ereignismenge ergeben dann die messbaren Räume.

Kann mir jemand bei der (d) helfen, bzw kurz sagen ob der Rest so richtig wäre oder geht es noch einfacher?
Danke

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
ermanus

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11:49 Uhr, 19.03.2020

Antworten
Hallo,

dein (a) gibt keinen Sinn; denn du sagst, es sei die Menge aller (ω1,ω2)
mit der Eigenschaft ω1+ω2. Seit wann ist so etwas eine Eigenschaft?
Was meinst du denn tatsächlich?

Gruß ermanus
ray11

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12:08 Uhr, 19.03.2020

Antworten
Naja ich meine, dass einfach die Summe der beiden ω1 und ω2 zurückgegeben werden soll.
Ich könnte auch schreiben A={(ω1,ω2)Ω|2ω1+ω212}, aber dass die Summe zwischen 2 und 12 liegt ist ja klar wenn die ω's nur 1 bis 6 sein können?

Wie könnte man (d) anschreiben?
Antwort
ermanus

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12:16 Uhr, 19.03.2020

Antworten
Damit hast du nur gesagt, dass A der ganze Raum ist.
Ich glaube nicht, dass du das sagen willst.
Jede Augensumme ist doch eine natürliche Zahl n mit
2n12. Zu jedem solchen n gehört ein anderes Ereignis An ...
Die Sigma-Algebra, die von diesen Ereignissen erzeugt wird, hat 211
Elemente.
ray11

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10:35 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Ok, ja verstehe. Ich dachte mir anfangs nur: Wenn ich einfach die Summe ω1+ω2 zurückgeben lasse, dann muss die zwangsweise sowieso immer zwischen 2 und 12 sein, auch ohne dass ich das explizit verlange.

Wie würde es bei der (d) aussehen?
D={(ω1,ω2)Ω|(ω1,ω2)=(ω2,ω1)}
Das wird mir wahrscheinlich nicht das liefern was ich will oder? Also "die beiden Augenzahlen, aber nicht die Reihenfolge". Die Reihenfolge wollte ich mit dem = und dann Index vertauschen andeuten.
Antwort
ermanus

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10:39 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Dein D ist die Menge
{(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6)}.
Das ist es wohl nicht, was du eigentlich willst, oder ?
Gruß ermanus
Antwort
ermanus

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10:58 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Es gibt 2 Typen von elementaren Ereignissen bei d):

1. ω1=ω2, also die Ereignisse der Gestalt {(ω,ω)}
und
2. ω1ω2, also die Ereignisse der Gestalt {(ω1,ω2),(ω2,ω1)}

Die Ereignisse vom Typ 1 kann man durch die einelementigen Mengen {ω},
die des Typs 2 durch die zweielementigen Mengen {ω1,ω2}
modellieren ...
ray11

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14:35 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Ok aber wie gebe ich diese als Menge dann an? Oder wäre das dann die Vereinigung von 2 Mengen?
Antwort
ermanus

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15:09 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Die Menge der elementaren Ereignisse ist die Vereinigungsmenge
der Typ-1-Menge mit der Typ-2-Menge.
Ein beliebiges Ereignis, also ein beliebiges Element der
σ-Algebra ist eine Menge, deren Elemente die ein- und 2-elementigen
Teilmengen von {1,2,3,4,5,6} sind,
also z.B. {{2},{4},{1,3},{4,5},{3,6}}.
Damit hat die σ-Algebra 6+15=21 elementare Ereignisse und somit
221 Elemente insgesamt.
ray11

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18:08 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Ok, also D={(ω1,ω2)Ω|ω1=ω2}{(ω1,ω2)Ω|(ω1,ω2),(ω2,ω1)}
Gibt die zweite Menge wirklich alle Ereignisse an wo ω1ω2? Das verstehe ich noch nicht.

Die σ -Algebra wäre dann natürlich σ(D). Also die kleinste σ -Algebra die von D erzeugt wird.
Antwort
ermanus

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18:27 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Hallo,
dein Formalismus ist grauenhaft ;-)
Was soll denn D sein? Die Menge aller unzerlegbaren Ereignisse, die ich mit
"elementar" bezeichnet habe oder ein einzelnes solches Ereignis ?
Was für eine EIGENSCHAFT soll (ω1,ω2),(ω2,ω1) in
der zweiten Menge sein?
Meinst du, dass die Hintereinanderschreibung zweier Paare eine Aussage ist,
von der man sicher wissen kann, ob sie wahr oder falsch ist?
Gruß ermanus
ray11

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19:50 Uhr, 21.03.2020

Antworten
D soll mir einfach das Ereignis "beide Augenzahlen, aber ohne Reihenfolge" geben.
So wie A,B,C ganz oben auch für die anderen Anforderungen.
Nur verstehe ich immer noch nicht wie man das als Menge angibt.
Antwort
ermanus

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22:28 Uhr, 21.03.2020

Antworten
Also, ich habe den Eindruck, dass du mit dem, was ein Ereignis sein soll,
Probleme hast. Nehmen wir einmal an, du würfelst mit 2 Würfeln und willst
mir mitteilen, was dabei herausgekommen ist, dann wirst du doch das Ereignis
z.B. so mitteilen: "ich habe nur Dreien" oder vielleicht "ich habe eine 2 und eine 5".
Also im ersten Fall weiß ich dann, dass das Ereignis darin besteht, dass die Würfel
ω1=ω2=3 zeigen müssen, also (3,3) oder im anderen Beispiel
(ω1,ω2){(2,5),(5,2)}.
Damit ist doch die Menge der Typ1-elementaren Ereignisse
E1={{(ω,ω)}1ω6}, die der
elementaren Ereignisse vom Typ2 mit verschiedenen Augenzahlen
E2={{(ω1,ω2),(ω2,ω1)}1ω1<ω26}.
E1 hat 6 Elemente, E2 hat 15 Elemente ...
E1E2={{(ω1,ω2),(ω2,ω1)}1ω1ω26} ist dann die
Menge aller nichtzusammengesetzten Ereignisse.

Gruß ermanus
Antwort
ermanus

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10:31 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Man kann das Modell für (d) auch so konstruieren:

wir definieren durch
(ω1,ω2)(ω^1,ω^2){ω1,ω2}={ω^1,ω^2}
eine Äquivalenzrelation in Ω. Die elementaren Ereignisse sind die
Äquivalenzklassen, also die Elemente von Ω/.
Die zughörige σ-Algebra ist P(Ω/), wobei P die
Potenzmenge sein soll.
ray11

ray11 aktiv_icon

12:13 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Ah, ja schön langsam verstehe ich es denke ich.
Was wäre mit {(ω1,ω2)Ω|ω1,ω2{ω1,ω2}}?
Da ich hier sage, dass ω1 und ω2 aus der Menge sein sollen ist doch die Reihenfolge auch nicht gegeben und es wären aber alle Elemente dabei, oder nicht?
Antwort
ermanus

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12:16 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Ja, so könntest du die elmentaren Ereignissse auch definieren :-)
Aber achte darauf, dass du nicht solche einzelnen Ereignisse mit der
Menge aller solcher ereignisse durcheinander wirfst.
Bei deinen Mengen A, B etc. ist nicht ganz klar, ob du Ersteres oder
Letzteres meinst. Da musst du klarer formulieren.
ray11

ray11 aktiv_icon

12:27 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Ok, das hat mir auf jeden Fall schon mal geholfen. Vielen Dank.

Also bei der Bezeichnung sollten A,B, etc. die Ereignisse sein, welche die gegebenen formulierten Aussagen wiederspiegeln und die ωΩ sind ja die Elementarereignisse.

Interesse halber: Wie würdest du die Ereignisse A,B,C formulieren?
Antwort
ermanus

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12:44 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Bei (a) gibt es mehrere Ereignisse
A2,,A12 mit Ai={(ω1,ω2)ω1+ω2=i}.
Bei (b) und (c) ist die Beschreibung des Ereignisses B bzw. C korrekt.
Die zugehörigen σ-Algebren sind also
(a) σ({A2,,A12}) mit 211 Elementen,
(b) σ({B}) mit 4 Elementen {,B,Bc,Ω},
(c) entsprechend.

Gruß ermanus

P.S.: häufig gibt es zu solchen Fragestellungen verschiedene Modellierungen,
deren jeweilige Logik aber dann strikt eingehalten werden muss,
damit man nicht widersprüchliche Bewetungen (Maße, Wahrscheinlichkeiten)
für denselben Sachverhalt bekommt.

ray11

ray11 aktiv_icon

13:16 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Aber was ist jetzt der Unterschied zwischen
A2,...,A12 mit Ai={ω1,ω2)|ω1+ω2=i}
und
A={ω1,ω2)|2ω1+ω212}

Da bekomme ich doch am Ende dieselben Ereignisse oder? Bzw was könnte bei letzterem noch unklar sein?
Antwort
ermanus

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13:34 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Wenn ich würfele und dir dein A schicke, was weißt du dann bzgl.
der von mir erwürfelten Augenzahl?
ray11

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15:01 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Stimmt, dann weiß ich nur, dass sie zwischen 2 und 12 liegt.
Dachte das würde irgendwie einfacher gehen.


Antwort
ermanus

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15:10 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Wenn man also gewisse Ereignisse modellieren will,
dann muss man dies so machen, dass die das Ereignis modellierende
Menge einem anderen eine klare Information darüber gibt,
ob der modellierte Sachverhalt zutrifft oder nicht ;-)
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

20:33 Uhr, 22.03.2020

Antworten
Hallo ray11,

wenn alles klar ist, bitte abhaken !

Gruß ermanus
Frage beantwortet
ray11

ray11 aktiv_icon

07:21 Uhr, 23.03.2020

Antworten
Stimmt, danke.